カメラをメジャーにする視力テスト

すべての視力検査アプリが同じ、かつ致命的な間違いを犯しています。それは「単に文字を表示する」ということです。視力とは文字の大きさではなく、文字が眼に対して張る角度（対向角）のことです。クリニックの検査表にある「視力1.0（20/20）」の行は、そこから20フィート離れて立って初めて「1.0」の行になります。5フィート近づけば、同じ印刷された文字であってもまったく異なる視力を測定することになってしまいます。検査表の本来の意味は、それが想定して作られた特定の距離から見られることにあります。その検査表を写真に撮ってスマートフォンの画面に表示し、普段通りの適当な距離でスマートフォンを持つ人に渡してしまえば、何の意味もない数値を生成するだけのものを作ったことになります。

そのため、スマートフォン版では幾何学からアプローチを始めます。角度を決めるには測定された2本の辺が必要であり、このアクティビティはその両方を測定します。

1つ目の辺：想定するのではなく、実際に測定される画面

1つ目の辺は、画面上の文字（視標）の物理的なサイズです。アクティビティは、推測された「一般的なスマートフォンの画面」ではなく、デバイスからディスプレイの実際の幾何学的データ（ピクセルピッチ（1ミリメートルあたりのピクセル数）と物理的な寸法）を読み取ります。テストが特定の角度を張るように意図された視標を描画するとき、画面上で何ミリメートルの幅が必要か、したがって正確に何ピクセル必要かを把握できます。

2つ目の辺：メジャーとしてのカメラ — 継続的に

2つ目の辺は画面からあなたまでの距離です。これ全体を確かな測定値にするトリックがここにあります。フロントカメラがあなたの顔を捉え、カメラの画角と両眼の間隔を基準スケールとして使用して、テストの実行中ずっと、継続的に距離を追跡するのです。

「継続」こそが重要です。数分間に及ぶテストの間、スマートフォンを完全に静止したままにできる人はいません。どうしても体が揺れたり、傾いたり、姿勢が変わったりします。テスト開始時に一度だけ距離を測定する方法では、その位置のズレがバイアスとして密かに蓄積されてしまいます。その代わりに、すべての視標は、表示される瞬間のリアルタイムな距離に合わせてサイズが再調整されます。5 cm近づくと、次の文字は小さく描画されるため、テストが意図した正確な視野角を維持し続けます。このズレによって結果が損なわれることはありません。これは、あなたが実際に回答している間に測定されたすべての距離サンプルのばらつきとして、その回の安定性として個別に記録されます。（姿勢が安定する前のセットアップ段階のサンプルは意図的に除外されています。これらを含めると、測定自体を説明するためのばらつきの幅が不必要に広がってしまうからです。）

ラダー（階段法）と、なぜ偶然確率がそれに影響を与えるのか

実際に行うこと：4つの向きを持つ視標（Tumbling E）が表示され、それが上、右、下、左のどちらを向いているかを答えます。4つの選択肢があるということは、当て推量でも4分の1の確率で正解するということであり、この25%という偶然確率に対応するために、適応型ルールとして2ダウン/1アップ階段法が選ばれています。これは、2回連続で正解すると文字が小さくなり、1回間違えると大きくなるというルールです。4分の1の推測確率に対して、このルールは、幸運な当て推量によって結果が引き下げられることなく、心理物理曲線上の安定した明確なポイントへと収束します。

適応型テストは事前にその長さ（試行回数）を知ることはできません。試行回数はあなたの回答によって変わるからです。そのため、進捗はラダーが方向を変える瞬間である反転の回数でカウントされます。テストは目標とする反転回数を設定しており、目標回数に対する実際の反転回収率こそが、適応型テストにおいて誠実に表示できる唯一の進捗バーです。

テストの実行そのものを拒否する場合

スマートフォンの画面には、両方向に物理的な限界があります。下方向には描画の下限があります。視標がその形状を維持するためには最小限のピクセル数が必要であり、それを下回るとディスプレイは物理的にそれ以上小さな文字を描画できません。現在の距離において、この下限はテスト可能な最良の視力に対応します。上方向には物理的な上限、つまり画面パネルに収まる最大の視標サイズが存在します。

最初の試行の前に、アクティビティは、測定された距離においてその下限と上限の間に実際に利用可能な範囲が存在するかどうかをチェックします。存在しない場合、テストの開始は拒否されます。画面には身動きの取れないラダーを表示する代わりに、問題の原因が表示されます。また、完了したテストであっても、どちらかの限界値に達して終了することがあります。描画可能な最小の文字を正しく読み取れた場合、あなたの視力はこの画面で測定できる限界を超えて良好であることを意味し、都合の良い数値ではなく、まさにその通りの文章として報告されます。

その数値はどれほど確かなものなのでしょうか？

想像以上に確かなものです。そして、隣のテストとは対照的に、コードベースでもそれが明示されています。スマートフォンでは絶対的な音圧を測定できないため、聴力テストには常に±10 dBという注記が伴います。しかし視力テストでは、視野角を決定する両方の要素がデバイス上で測定されます。ディスプレイの画素ピッチから得られる視標のサイズと、カメラから得られる距離です。仮定されている数値はただ1つ、カメラの距離基準となる大人の平均的な両眼間隔だけであり、その誤差への影響は約±0.02 logMARにすぎません。これは、このテストが模倣している臨床用視力表の再テスト時のばらつきよりも小さいものです。収束した測定では、logMAR値がSnellen値および小数視力の換算値とともにレポートされ、デバイスや個人を問わず、同じ条件で比較することができます。

そして、ここからがもう一つの「誠実さ」の部分です。弱点もまた現実に存在し、アクティビティはそれを包み隠さず示します。目を細めることもできます。距離サンプリングの合間に身を乗り出すこともできます。4つの向きは、ある程度暗記できてしまうかもしれません。画面の明るさや部屋の照明によって文字のコントラストが左右されますが、これは本物の視力検査表なら標準化されているものの、スマートフォンでは標準化できません。両眼間隔の想定は大人を基準としているため、子供の測定結果は遠視気味に出てしまいます。これはスクリーニングによる推定値であり、眼科検診でも処方箋でもありません。右目の視力が3月に比べて1行分悪くなっていることに気づき、受診を先延ばしにせず、予約を入れるきっかけにするためのものです。

1回につき片目ずつ、記録に残す

1回のテストは片目（または両目一緒）を対象とします。もう一方の目をテストするには2回目のテストを行い、両方の結果はカタログ内の同じユースケースのもとで測定値として保存されます。これこそが重要なポイントです。スクリーニングテストが生み出す最も価値のあるものは、個々の数値ではなく、その推移です。数ヶ月の間隔を空けて、同じ目、同じプロトコルで測定し、それぞれのテストが独自の安定性記録を保持することで、将来の自分がどの結果を信頼すべきかを判断できるようになります。

視力テストと聴力テストは、階段法の仕組みと開始を拒否するルールを共有しています。異なる感覚でありながら、プロトコルの哲学は共通しています。スマートフォンのセンサーが人間の感覚を超えて測定できるものの全容については、まずツールの概要からご覧ください。